BR112018073738B1

BR112018073738B1 - Dispositivo de controle de fluxo e método de vedação

Info

Publication number: BR112018073738B1
Application number: BR112018073738-0A
Authority: BR
Inventors: Scott E. Linder; Robert P. Matson; Calvin C. Liu
Original assignee: Fmc Technologies, Inc
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2022-06-21
Also published as: EP3458749A1; US11644107B2; WO2017200546A1; US20200124186A1; BR112018073738A2; EP3458749B1

Abstract

Um dispositivo de controle de fluxo compreende um corpo de válvula, uma primeira porta disposta no corpo da válvula, uma segunda porta disposta no corpo da válvula, uma porta disposta no interior do corpo da válvula e configurada para controlar um fluxo de fluido entre a primeira porta e a segunda porta, e uma sede disposta entre a porta e o corpo de válvula, a sede incluindo uma primeira superfície configurada para formar um vedante circunferencial com o corpo de válvula e uma segunda superfície configurada para formar uma vedação de face com a gaveta. Um método compreende receber, por um conjunto de vedação que forma uma vedação circunferencial entre uma sede e um corpo de válvula, uma primeira força de um colar disposto no assento em resposta a um primeiro movimento de uma gaveta e em movimento, em resposta ao recebimento da primeira força, o conjunto de vedação em uma primeira direção da primeira força.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se geralmente a aparelhos e métodos para criar vedações. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um vedante de sede capaz de operação a alta pressão, alta temperatura e a um método para manter um vedante.

Histórico da Invenção

[002] O fluxo de fluidos ou gases é às vezes controlado por válvulas. As válvulas podem incluir uma porta de entrada para receber um fluido ou gás e uma porta de saída para esgotar fluidos ou gases. Entre a porta de entrada e a porta de saída, uma válvula pode incluir um componente de controle de fluxo. Um componente de controle de fluxo pode ser operável e pode se mover em resposta a um sinal. Quando o componente de controle de fluxo é operado, um caminho entre a porta de entrada e a porta de saída pode ser aberto ou fechado seletivamente.

Descrição Resumida da Invenção

[003] Em um aspecto, as formas de realização aqui descritas referem-se a um dispositivo de controle de fluxo incluindo um corpo de válvula, uma primeira porta disposta no corpo da válvula, uma segunda porta disposta no corpo da válvula, uma gaveta disposta no interior do corpo da válvula e configurada para controlar um fluxo de uma válvula, fluido entre a primeira porta e a segunda porta e uma sede disposto entre a gaveta e o corpo da válvula, a sede incluindo uma primeira superfície configurada para formar uma vedação circunferencial com o corpo de válvula e uma segunda superfície configurada para formar uma vedação facial com a gaveta.

[004] Noutro aspecto, as formas de realização divulgadas aqui se referem a um método incluindo receber, por um conjunto de vedação que forma uma vedação circunferencial entre uma sede e um corpo de válvula, uma primeira força de um colar disposto na sede em resposta a um primeiro movimento de uma gaveta, e em movimento, em resposta ao recebimento da primeira força, o conjunto de vedação em uma primeira direção da primeira força.

[005] Noutro aspecto, as formas de realização divulgadas aqui se referem a um modo incluindo mover uma gaveta disposta num corpo de válvula entre uma posição aberta e uma posição fechada, a posição aberta permitindo que o fluido flua de uma primeira porta para uma segunda porta do corpo de válvula e mantendo uma vedação entre uma sede e a gaveta enquanto movimenta a gaveta, a sede formando uma vedação circunferencial com o corpo da válvula e uma vedação facial com a gaveta.

Breve Descrição das Figuras

[006] Certas formas de realização da presente invenção serão descritas com referência aos desenhos anexos. No entanto, os desenhos anexos ilustram apenas certos aspectos ou realizações da presente invenção a título de exemplo e não pretendem limitar o âmbito das reivindicações.

[007] A Figura 1 ilustra uma vista isométrica de um dispositivo de controle de fluxo de acordo com uma ou mais realizações da presente invenção.

[008] A Figura 2 ilustra uma vista em corte de um dispositivo de controle de fluxo de acordo com uma ou mais realizações da presente invenção.

[009] A Figura 3 ilustra uma vista em corte transversal de um dispositivo de controle de fluxo de acordo com uma ou mais realizações da presente invenção.

[010] A Figura 4 ilustra uma vista em corte de uma sede e um dispositivo de gaveta de acordo com uma ou mais realizações da presente invenção.

[011] A Figura 5 ilustra uma vista em corte transversal de uma sede de acordo com uma ou mais realizações da presente invenção.

[012] A Figura 6 ilustra uma vista em corte transversal de um conjunto de vedação de acordo com uma ou mais realizações da presente invenção.

[013] A Figura 7 ilustra um método de acordo com uma ou mais realizações da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

[014] Formas de realização específicas serão agora descritas com referência às figuras anexas. Na descrição a seguir, vários detalhes são apresentados como exemplos da presente invenção. Será entendido pelos peritos na arte que uma ou mais formas de realização da presente invenção podem ser praticadas sem estes detalhes específicos e que podem ser possíveis numerosas variações ou modificações sem se afastar do âmbito da presente invenção. Certos detalhes conhecidos dos especialistas na técnica são omitidos para evitar obscurecer a descrição.

[015] Formas de realização da presente invenção incluem dispositivos de controle de fluxo e métodos de manutenção de vedações em dispositivos de controle de fluxo. Em uma ou mais formas de realização da presente invenção, os dispositivos de controle de fluxo incluem um corpo de válvula tendo uma primeira porta e uma segunda porta. A primeira porta pode receber um fluido, como um líquido ou um gás, e a segunda porta pode esgotar o fluido.

[016] O dispositivo de controle de fluxo pode incluir uma gaveta alojada no interior do corpo da válvula que controla o fluxo de fluidos no interior do corpo da válvula e para o interior ou para fora da primeira porta e da segunda porta. Numa ou mais formas de realização da presente invenção, o ventilador pode ser acionado para abrir ou fechar uma passagem entre a primeira porta e a segunda porta. Ao abrir ou fechar a passagem, o fluxo de fluido entre a primeira porta e a segunda porta pode ser controlado.

[017] O dispositivo de controle de fluxo também pode incluir pelo menos uma sede disposta entre a gaveta e o corpo da válvula. O pelo menos uma sede pode criar uma vedação entre a gaveta e o corpo da válvula. Ao criar uma vedação entre a gaveta e o corpo da válvula, o fluxo de fluido entre a primeira porta e a segunda porta pode ser controlado.

[018] Em uma ou mais formas de realização da presente invenção, a sede pode incluir uma superfície de vedação circunferencial que faz interface com uma superfície correspondente no corpo da válvula para formar uma primeira vedação. Um conjunto de vedação pode ser disposto entre a superfície de vedação circunferencial da sede e a superfície correspondente no corpo de válvula para formar uma vedação circunferencial.

[019] A sede também pode incluir uma superfície anular que interage com uma superfície planar na gaveta para formar um segundo vedação. O segundo vedação pode ser uma vedação facial. Ao formar a primeira vedação e a segunda vedação, o fluido pode ser impedido de fluir através do dispositivo de controle de fluxo quando a gaveta está em uma posição fechada e os fluidos podem evitar vazamento do dispositivo de controle de fluxo ao longo da gaveta.

[020] A figura 1 ilustra uma vista isométrica do dispositivo de controle de fluxo (100) de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção. O dispositivo de controle de fluxo (100) pode incluir um corpo de válvula (110) tendo uma primeira porta (120) e uma segunda porta (130), cada uma disposta e se estendendo através de uma superfície externa do corpo de válvula (110). Numa ou mais formas de realização da presente invenção, o corpo de válvula (100) pode ser uma estrutura monolítica formada a partir de um material estrutural, tal como alumínio, aço, ou uma liga de Inconel, tal como Inconel 725. Em algumas formas de realização, o corpo da válvula (100) pode ser uma estrutura monolítica formada de um material compósito. Em uma ou mais formas de realização da presente invenção, o corpo de válvula (100) pode incluir um número de subcomponentes monolíticos formados a partir de um material estrutural, tal como alumínio, aço ou uma liga de Inconel, tal como Inconel 725. Os subcomponentes monolíticos podem ser ligados um ao outro para formar o corpo da válvula (100). Numa ou mais formas de realização da presente invenção, os subcomponentes monolíticos podem ser ligados por meios mecânicos, tais como parafusos, porcas, etc., soldagem ou outros meios conhecidos na arte.

[021] Em uma ou mais formas de realização da presente invenção, a primeira porta (120) pode ser conectada a uma cavidade de gaveta (141), no interior do corpo de válvula (110), por uma primeira cavidade (121). Como aqui utilizado, "cavidade" pode referir-se a um orifício, abertura, canal, passagem ou espaço no interior de um corpo. A primeira cavidade (121) pode se estender para o interior a partir da primeira porta (120), em uma superfície externa do corpo da válvula (110) e ser ligada à cavidade da gaveta (141). Similarmente, a segunda porta (130) pode ser conectada à cavidade da gaveta (141), no interior do corpo da válvula (110), por uma segunda cavidade (131). A segunda cavidade (131) pode se estender para o interior a partir da segunda porta (130), numa superfície exterior do corpo da válvula (110), e ligue-se à cavidade da gaveta (141). Enquanto a primeira cavidade (121) e a segunda cavidade (131) são mostradas na figura 1 como tendo uma forma cilíndrica, um especialista na matéria apreciará que a forma da primeira cavidade (121) e a segunda cavidade (131) podem ser outras formas ou configurações conhecidas na técnica sem se afastarem do escopo da presente invenção. Em outro exemplo, a primeira cavidade (121) pode ter uma forma cônica, uma forma de prisma retangular, etc. Em outro exemplo, a primeira cavidade (121) pode incluir um número de cavidades cilíndricas discretas, de diâmetros iguais ou diferentes, que conectam a primeira porta (120) à cavidade da gaveta (141).

[022] Em uma ou mais formas de realização da presente invenção, o dispositivo de controle de fluxo (100) inclui ainda uma gaveta (140) disposta no interior da cavidade de gaveta (141) do corpo de válvula (110). A gaveta (140) pode ser acionada para abrir ou fechar uma passagem no interior da cavidade de gaveta (141) entre a primeira cavidade (121) e a segunda cavidade (131). Ao abrir ou fechar a passagem, o fluxo de fluido no interior do dispositivo de controle de fluxo (100) pode ser controlado. A gaveta (140) pode ser acionada para uma posição aberta que abre a passagem ou a gaveta (140) pode ser acionada para uma posição fechada que fecha a passagem.

[023] A cavidade da gaveta (141) também pode abrigar parcialmente ou totalmente uma ou mais sedes (150). As sedes (150) incluem um orifício de passagem que alinha axialmente com a primeira cavidade (121) ou segunda cavidade (131). As sedes (150) podem criar vedações entre o corpo da válvula (110) e a gaveta (140). As vedações podem restringir o fluxo de fluido no interior do corpo da válvula (110) e garantir que o fluido flua entre a primeira cavidade (121) e a segunda cavidade (131) quando a gaveta (140) estiver em uma posição aberta e não na cavidade da gaveta (141). Por exemplo, quando a gaveta (140) é acionada, a vedação fornecida pela sede (150) pode impedir que fluidos fluam para o interior da cavidade da gaveta (141). Assim, a primeira e segunda sedes (150) podem ser posicionadas na gaveta (140) opostas uma à outra, de tal modo que quando a gaveta (140) é movida para a posição aberta, o fluido pode fluir a partir da primeira cavidade (121), embora a primeira sede (150), através da segunda sede (150) e fora da segunda cavidade (131), como mostrado na figura 2

[024] A figura 2 mostra uma vista em corte do dispositivo de controle de fluxo (100) de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção. Especificamente, a figura 2 mostra uma vista em corte de uma porção do corpo da válvula (110). a primeira cavidade (121), a segunda cavidade (131), a gaveta (140), a cavidade da gaveta (141), e sedes (150) perto da interseção da cavidade da gaveta (141) e da primeira cavidade (121). A com gaveta (140) pode incluir uma abertura (143) disposta entre uma superfície de contato superior (144) e uma superfície de contato inferior (145) da gaveta (140). A abertura (143) pode ter uma seção transversal correspondente à seção transversal da primeira cavidade (121). Por exemplo, a abertura (143) é mostrada na figura 2 como tendo uma secção transversal circular correspondente à primeira cavidade (121) tendo também uma secção transversal circular. Contudo, um perito na arte apreciará que a secção transversal da abertura (143) pode ser outras formas ou configurações conhecidas na arte sem se afastarem do âmbito da presente invenção.

[025] Em uma ou mais formas de realização da presente invenção, quando a gaveta (140) está em uma posição aberta, a abertura (143) pode ser alinhada com a primeira cavidade (121) e segunda cavidade (131) para formar uma passagem entre as duas cavidades que permite o fluxo de fluido. Quando a gaveta (140) está em uma posição fechada, a abertura (143) não está alinhada com a primeira cavidade (121) e a segunda cavidade (131). Quando a abertura (143) não está alinhada com as cavidades, uma parte sólida da gaveta (140) está disposta entre a primeira e segunda cavidade (121, 131) restringindo ou impedindo assim o fluxo de fluidos. Por exemplo, na figura 2 a gaveta é ilustrada em uma posição fechada que alinha uma parte sólida da gaveta (140) com a primeira e segunda cavidades (121, 131) para restringir ou impedir o fluxo de fluido entre a primeira e segunda cavidade (121, 131).

[026] Um ou mais sedes (150) podem ser alojados na cavidade da gaveta (141). Cada sede (150) pode formar duas vedações, uma primeira vedação (300) entre o corpo da válvula (110) e a sede (150) e uma segunda vedação (310) entre a gaveta (140) e a sede (150). A primeira vedação (300) entre o corpo da válvula (110) e uma primeira sede (150) pode ser perpendicular à segunda vedação (310) entre a gaveta (140) e a primeira sede (150). Orientando as vedações (300, 310) perpendiculares uma à outra, as formas de realização da presente invenção podem permitir que cada sede (150) se mova em uma direção perpendicular à superfície de contato superior (144) e a superfície de contato inferior (145) da gaveta (140), mantendo a integridade de ambas as vedações. Por exemplo, à medida que a gaveta (140) se move da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda, como orientado na figura 2. As sedes (150) podem se transladar para cima ou para baixo (ou seja, em uma direção perpendicular a gaveta (140)) devido a variações na espessura vertical da gaveta (140). Um técnico no assunto perceberá que as sedes podem se mover em direções opostas entre si ou na mesma direção, ou independentemente uns dos outros. Como discutido em mais detalhe abaixo, as formas de realização da presente invenção permitem que a integridade da primeira e da segunda vedação (300, 310) seja mantida mesmo durante tal movimento das sedes (150).

[027] A figura 3 mostra uma vista em corte transversal do dispositivo de controle de fluxo (100) de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção. Especificamente, a figura 3 mostra uma vista semelhante à da figura 2, mas rotacionado para esclarecer a localização das vedações. Como visto da figura 3, o corpo de válvula (110) pode incluir uma bolsa (111) que recebe uma parte de uma sede (150). A forma da bolsa (111) pode corresponder à forma da sede (150) e incluir uma superfície de vedação (322). A superfície de vedação (322) da bolsa (111) pode ser orientada de modo que a translação da sede (150) para o interior ou para fora da bolsa (111) não resulte na quebra da primeira vedação entre o corpo da válvula (110) e a sede (150). Como visto da figura 3, a primeira vedação entre o corpo da válvula (110) e a sede (150) pode ser uma vedação circunferencial (300). Assim, se a sede (150) se move para cima ou para baixo, como orientado na figura 3, a vedação circunferencial (300) entre a sede (150) e o corpo da válvula (110) pode ser preservada independentemente do movimento da sede (150) ao deslizar ao longo do corpo da válvula (110). Consequentemente, um comprimento da superfície de vedação (322) pode ser igual ou maior que a distância máxima que a sede (150) pode locomover.

[028] Em uma ou mais formas de realização da revelação, a superfície de contato superior (144) da gaveta (140) forma uma segunda vedação na forma de uma vedação de face (310) com a sede (150). Ao formar uma vedação facial (310) com a sede (150), a gaveta (140) pode atuar entre a posição aberta e a posição fechada sem vazamento de fluido na cavidade da gaveta (141). Um membro de retorno ou membro de polarização (não mostrado), tal como uma mola (não mostrada na figura 3), pode aplicar pressão contínua as sedes (150) direcionados para a gaveta (140). Aplicando pressão contínua, a segunda vedação (por exemplo, vedação facial (310)) pode ser preservado independentemente do movimento da sede (150). Em outras palavras, a segunda vedação (310) pode ser mantida porque a pressão contínua aplicada à sede (150) mantém a sede (150) em contato contínuo com a face superior da gaveta (140), mesmo com mudanças de espessura da gaveta (140) ou outras variações que podem mover a sede. Em uma ou mais formas de realização da presente invenção, a vedação da face (310) pode estar em uma superfície anular da sede (150).

[029] Formando a vedação circunferencial (300) e a vedação facial (310), a sede pode direcionar fluido da primeira cavidade (121) para a gaveta (140) sem que o fluido entre na cavidade da gaveta (141), independentemente da atuação, movimento ou posição da gaveta (140). Por exemplo, à medida que a gaveta (140) se desloca da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda como orientado na figura 3, a sede (150) pode se locomover para cima ou para baixo devido a variações na espessura vertical da gaveta (140), o movimento da gaveta (140), ou outros fatores. Como a sede (150) se locomove para cima ou para baixo, a vedação facial (310) pode ser mantida por pressão contínua aplicada por uma mola ondulada (não mostrada na figura 3) disposta entre a sede (150) e o bolso (111). A vedação circunferencial (300) pode ser mantida pela translação ao longo da superfície de vedação (322) do bolso (111). Assim, as formas de realização da presente invenção podem permitir que uma sede (150) traduza sem quebrar qualquer um dos vedantes circunferenciais (300) ou a vedante facial (310).

[030] A figura 4 mostra uma vista isométrica de uma sede (150) disposta na gaveta (140) de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção. A sede (150) pode incluir um corpo (400) de um material estrutural, como aço, alumínio ou uma liga Inconel, como Inconel 725. O corpo pode ter uma forma correspondente à forma do bolso (111) no corpo da válvula (110). Por exemplo, com referência à figura 3, o bolso da sede (111) é geralmente cilíndrico e, voltando à figura 4, o corpo (400) é geralmente cilíndrico. Contudo, um técnico no assunto apreciará que o bolso (111) e o corpo (400) podem ter outras formas ou configurações conhecidas na arte sem se afastarem do âmbito da presente invenção.

[031] Numa ou mais formas de realização da presente invenção, o corpo (400) pode incluir uma abertura corporal (405) tendo uma seção transversal correspondendo a uma seção transversal da primeira cavidade (121, figura 1). A abertura corporal (405) pode permitir que fluidos fluam da primeira cavidade (121, figura 1) para a gaveta (140). Contudo, um perito na técnica apreciará que a secção transversal da abertura corporal (405) pode ser de outras formas ou configurações conhecidas na arte sem se afastar do âmbito da presente invenção. Por exemplo, a abertura corporal (405) pode ser elíptica, retangular ou outras formas que podem ou não corresponder à secção transversal da primeira cavidade (121, figura 1) sem sair do escopo da presente invenção.

[032] A sede (150) pode incluir o membro de retorno, como uma mola de onda (410) disposta sobre uma superfície do corpo (400) oposta à gaveta (140). A mola ondulada (410) pode ter uma forma geralmente circunferencial. Em algumas formas de realização, um sulco circunferencial (424) pode ser formado na superfície do corpo (400) oposto à gaveta (140) na qual a mola ondulada (410) pode ser pelo menos parcialmente disposta. Um perito na arte apreciará que a forma da mola ondulada (410) (e, portanto, a ranhura (424)) pode ter outras formas ou configurações conhecidas na técnica sem se afastar do âmbito da presente invenção. A mola ondulada (410) pode pressionar contra uma superfície do corpo (400) e o corpo da válvula (110, figura 1) manter a vedação facial (310, figura 3) entre a sede (150) e a gaveta (140). Pressionando contra o corpo de válvula (110, figura 1), a mola de onda (410) aplica uma força ao corpo (400) que é dirigido para a gaveta (140). Quando a sede (150) se move em resposta à atuação da gaveta (140), a força aplicada pela mola de onda (410) mantém a vedação da face (310, figura 3). Numa ou mais formas de realização da presente invenção, a mola ondulada (410) é uma liga à base de níquel tal como ELGILOY, uma liga de cobalto, cromo, níquel.

[033] A sede (150) também pode incluir uma vedação superior (420) disposta em uma superfície do corpo (400) oposta à gaveta (140). A vedação superior (420) pode ter uma forma geralmente circunferencial. Em algumas formas de realização, uma segunda ranhura circunferencial (426) pode ser formada na superfície do corpo (400) oposta à gaveta (140) na qual a vedação superior (420) pode ser pelo menos parcialmente disposta. Um perito na técnica apreciará que a forma da vedação superior (420) (e, portanto, a segunda ranhura (426)) pode ter outras formas ou configurações conhecidas na técnica sem se afastar do escopo da presente invenção. A vedação superior (420) pode ser politetrafluoretileno ou material similar. A vedação superior (420) pode criar uma vedação entre o corpo (405) da sede (150) e o corpo da válvula (110, figura 1), e bolso (111, figura 3). A vedação superior (420) pode fornecer uma vedação de backup para a vedação circunferencial (300) e/ou a vedação da face (310).

[034] A sede (150) também pode incluir um conjunto de vedação (440) e um colar (430), cada um disposto em uma superfície externa (510) do corpo (405) correspondendo à forma do bolso (111, figura 3). O conjunto de vedação (440) e colar (430) são mostrados nas figuras 5 e 6 e descritos abaixo. Embora apenas uma sede seja mostrada nas figuras 4 e 5, um técnico no assunto reconhecerá prontamente que a segunda sede, como mostrado na figura 3, pode incluir várias características e elementos como descrito em relação às figuras 4 e 5. As características e elementos da segunda sede podem ser orientados de forma oposta aos da primeira sede, de tal modo que as várias características e elementos são orientados de maneira semelhante entre a sede (150), corpo da válvula (110), e gaveta (140). Por exemplo, onde uma sede (150) pode incluir vedação superior (420), uma segunda sede pode incluir uma vedação semelhante (uma vedação "inferior") em uma superfície do corpo da segunda sede oposta à gaveta (140).

[035] A figura 5 mostra uma vista em corte transversal de metade de uma sede (150) de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção. O colar (430) pode ter uma forma correspondente a uma porção de uma superfície externa (530) do corpo (400). Por exemplo, como superfície exterior (510) do corpo (400) mostrado na figura 4 é geralmente cilíndrico, a forma do colar (430) pode ser geralmente cilíndrica. Contudo, um técnico no assunto apreciará que a forma do colar (430) pode ser outras formas ou configurações conhecidas na técnica sem se afastar do âmbito da presente invenção.

[036] A superfície externa (510) do corpo (400) pode incluir um recesso (520) que forma um ressalto inferior (528) e um ressalto superior (529) e que aceita uma porção do colar (430) entre o ressalto inferior (528) e ressalto superior (529). O colar (430) pode ser formado como pelo menos duas peças e pode ser fixado ao corpo (400) por uma faixa de retenção (431) para inserir a porção do colar (430) no recesso (520). Quando o colar (430) é preso ao corpo (400), a porção disposta no recesso (520) pode manter a posição do colar (430) ao longo da sede (150), por exemplo, o colar (430) pode não se transladar para cima ou para baixo ao longo da superfície externa (510). O colar (430) pode ser formado a partir de um material estrutural, tal como aço, alumínio ou liga de Inconel, tal como Inconel 725. A faixa de retenção (431) pode ser formada de forma semelhante a partir de um material estrutural, tal como aço, alumínio ou liga de Inconel.

[037] A superfície externa do corpo (400) pode incluir uma borda saliente (505) que se estende da superfície do corpo (400) oposta à gaveta (140). O bordo saliente (505) pode ser separado do colar (430) ao longo da superfície exterior (510) do corpo (400) por uma área de orientação (530). A área de orientação (530) pode receber o conjunto de vedação (440) e manter a posição do conjunto de vedação (440). Por exemplo, se a sede (150) se mover para cima conforme orientado na figura 5, o colar (430) pode aplicar uma força ao conjunto de vedação (440) que move o conjunto de vedação (440) para cima. De modo semelhante, se a sede (150) se mover para baixo, a aresta saliente (505) pode aplicar uma força ao conjunto de vedação (440) que move o conjunto de vedação (440) para baixo. Assim, o bordo saliente (505) e o colar (430) podem manter a posição relativa do conjunto de vedação (440) em relação ao corpo (400).

[038] O conjunto de vedação (440) pode proporcionar o vedante circunferencial (300, figura 3) entre o corpo (400) e o corpo de válvula (110, figura 1). O conjunto de vedação (440) pode incluir um número de subcomponentes que são mostrados na figura 6

[039] A figura 6 mostra uma vista em corte transversal do conjunto de vedação (440) de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção. O conjunto de vedação pode ter uma forma correspondente à área de orientação (530). O conjunto de vedação (441) pode incluir uma faixa de posicionamento (441) e um elemento de retenção (442). A faixa de posicionamento (441) pode ter uma primeira extremidade que é disposta no colar (430, figura 5) e uma segunda extremidade que está disposta ou configurada para contatar o membro de retenção (442). A faixa de posicionamento (441) pode receber força do colar (430, figura 5) como o corpo (400, figura 5) da sede (150) se move. Ao receber a força aplicada, a faixa de posicionamento (441) pode fazer com que o conjunto de vedação (440) se mova em resposta aos movimentos do corpo (400) da sede (150) e assim manter a posição relativa do conjunto de vedação (440) em relação ao corpo (400). Numa ou mais formas de realização da presente invenção, a banda de posicionamento (441) pode ser uma banda de aço inoxidável tendo uma forma correspondente à superfície exterior (510, figura 5) do corpo (400, figura 5), por exemplo, cilíndrico, anular, etc.

[040] O membro de retenção (442) pode dispersar a força aplicada pela faixa de posicionamento (441) aos outros componentes do conjunto de vedação (440). Como mostrado na figura 6, o membro de retenção (442) pode ter uma seção transversal em forma de U que recebe a faixa de posicionamento (441) em um primeiro lado e os outros componentes do conjunto de vedação (441) em um segundo lado. Assim, o membro de retenção (442) pode distribuir forças recebidas da faixa de posicionamento (441) que evita danos a outros componentes do conjunto de vedação (440). Em uma ou mais formas de realização da presente invenção, o membro de retenção (442) pode ser uma liga de aço inoxidável, tal como aço inoxidável 316.

[041] O conjunto de vedação (440) pode também incluir um membro de vedação inferior (443) e um membro de vedação superior (444). O membro de vedação inferior (443) pode ser disposto no segundo lado do membro de retenção (442) e pode ser diretamente preso ao membro de vedação superior (444). Numa ou mais formas de realização da presente invenção, o membro de menor escoamento (443) pode ser politetrafluoroetileno e o elemento de vedação superior pode ser cetona de poliéter-éter-cetona (PEEK). O membro de vedação inferior (444) e o membro de vedação superior (444) podem ser ligados por uma junta em forma de V. Contudo, um perito na arte apreciará que a forma da união entre o membro de vedação inferior (444) e o elemento de vedação superior (444) pode ter outras formas ou configurações conhecidas na técnica sem se afastar do âmbito da presente invenção. A altura total do conjunto de vedação (440) pode ser igual a, ligeiramente menor ou ligeiramente maior que a altura total da área de orientação (530, figura 5), tal que quando posicionado entre o colar (430, figura 5) e o bordo saliente (505, figura 5), os componentes do conjunto de vedação (430) podem ser bloqueados em conjunto.

[042] O membro de vedação inferior (443) e o membro de vedação superior (444) podem criar uma vedação circunferencial (330, figura 3) entre o corpo (400, figura 5) da sede (150) e do corpo da válvula (110, figura 1) por contato direto. Como visto na figura 5, a largura do conjunto de vedação (440) preenche o espaço entre o corpo (500) e o corpo da válvula (110, figura 1). Assim, o conjunto de vedação (440) pode permitir a sede (150, figura 3) para locomover para o interior ou para fora do bolso (para cima ou para baixo em relação à figura 3) enquanto se mantém o vedante circunferencial (330, figura 3). Como descrito acima em relação às figuras 4 e 5, um técnico no assunto apreciará que a segunda sede, como mostrado na figura 3 pode incluir várias características e elementos como descrito em relação à figura 6. Assim, características e elementos do conjunto de vedação da segunda sede podem ser orientados de maneira oposta àqueles da primeira sede, de tal modo que as várias características e elementos são orientados de maneira semelhante entre a sede (150), corpo da válvula (110), e gaveta (140).

[043] A figura 7 mostra um fluxograma (700) de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção. O método representado na figura 7 pode ser utilizado para manter um vedante circunferencial num dispositivo de controle de fluxo de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção. Um ou mais etapas mostradas na figura 7 pode ser omitido, repetido e / ou executado numa ordem diferente entre diferentes formas de realização.

[044] Na etapa 7000, um conjunto de vedação, formando uma vedação circunferencial entre uma sede e um corpo de válvula, recebe uma primeira força de um colar, disposto na sede, em resposta a um primeiro movimento de uma gaveta. Por exemplo, com referência à figura 5, a sede (150) pode receber uma força dirigida para cima, devido a um primeiro movimento da gaveta. A primeira força pode ser primeiramente recebida pelo corpo (400). A primeira força pode ser transmitida ao colar (430) pelo ressalto inferior (528) do recesso (520). A força pode ser transmitida do colar (430) para o conjunto de vedação (440) pelo contato direto da faixa de posicionamento (441) e do colar (430).

[045] Voltando à figura 7, na etapa 7010, o conjunto de vedação move-se numa primeira direção da primeira força em resposta ao recebimento da primeira força. Por exemplo, com referência à figura 5, o conjunto de vedação (440) pode mover-se numa direção ascendente em resposta à primeira força recebida pela faixa de posicionamento (441).

[046] Na etapa 7020, o conjunto de vedação recebe uma segunda força. A segunda força pode estar em uma direção oposta à primeira força. Por exemplo, com referência à figura 5, a sede (150) pode receber a segunda força dirigida em direção descendente devido a um segundo movimento da gaveta. A mola ondulante (410), agindo como um membro de retorno pode gerar a segunda força, comprimindo, em resposta à primeira força. A mola ondulante (410) pode transmitir a segunda força gerada para o corpo (400). O corpo (400) pode transmitir a segunda força ao conjunto de vedação (440) pela borda saliente (510).

[047] Voltando à figura 7, na etapa 7030, o conjunto de vedação move-se numa segunda direção da segunda força em resposta ao recebimento da segunda força. Por exemplo, com referência à figura 5, o conjunto de vedação (440) pode receber a segunda força da borda saliente (510) pelo membro de vedação superior (444, figura 6). O conjunto de vedação pode se mover em direção descendente em resposta ao recebimento da segunda força.

[048] Assim, o conjunto de vedação pode manter a vedação circunferencial (300, figura 3) movendo-se em resposta a uma primeira ou segunda pressão. Da mesma forma, a vedação facial (310) pode ser mantida pelo contato contínuo e direto do corpo (400, figura 4). Por exemplo, com referência à figura 4, à medida que a gaveta (140) se move a mola de onda (410) pode aplicar uma força contínua ao corpo (400) dirigida para a gaveta (140). Consequentemente, à medida que a gaveta (140) se move, a vedação facial (310, figura 3) pode ser mantida pela pressão aplicada pela mola ondulada (410) e pela vedação circunferencial (300, figura 3) pode ser mantido pelo movimento do conjunto de vedação (440).

[049] Um perito no assunto apreciará que tanto a primeira como a segunda sede (150) pode operar pelo mesmo método descrito no fluxograma (700). Em algumas formas de realização, a primeira sede (150) disposta acima da gaveta (140), como mostrado na figura 3 pode mover-se na primeira direção, por exemplo, na direção ascendente para longe da gaveta (140), e a segunda sede (150) disposta abaixo da gaveta (140) pode se mover da mesma forma na primeira direção, por exemplo, na direção descendente longe da gaveta (140), ao mesmo tempo. Noutras formas de realização, a primeira sede (150) acima da gaveta (140) pode mover-se na primeira direção, por exemplo, na direção ascendente para longe da gaveta (140), enquanto a segunda sede (150) disposta abaixo da gaveta (140) pode se mover na segunda direção, por exemplo, na direção ascendente em direção à gaveta (140), ao mesmo tempo. Em outras formas de realização, a primeira sede (150) acima da gaveta (140) pode mover-se na segunda direção, por exemplo, na direção descendente em direção à gaveta (140), enquanto a segunda sede (150) disposta abaixo da gaveta (140) pode se mover na primeira direção, por exemplo, na direção descendente, afastando-se da gaveta (140), ao mesmo tempo. Ainda noutras formas de realização, uma sede (150) pode permanecer estacionária enquanto a outra sede (150) se move na primeira direção ou na segunda direção. Em cada um destes vários movimentos dos bancos (150), é mantida uma vedação entre os bancos (150), a gaveta (140) e o corpo da válvula (110).

[050] Um método de acordo com formas de realização divulgadas aqui pode incluir mover uma gaveta disposta em um corpo de válvula entre uma posição aberta e uma posição fechada, a posição aberta permitindo que o fluido flua de uma primeira porta para uma segunda porta do corpo de válvula e mantendo uma vedação entre uma sede e a gaveta ao mover a gaveta, a sede formando uma vedação circunferencial com o corpo da válvula e uma vedação facial com a gaveta. A vedação pode ser mantida aplicando uma pressão contínua a uma face da sede oposto à vedação da face. A vedação também pode ser mantida transmitindo uma primeira força de um colar disposto ao redor da sede para um conjunto de vedação disposto em torno da sede em resposta a um primeiro movimento da gaveta. A vedação também pode ser mantida transmitindo uma segunda força de um membro de retorno para o conjunto de vedação disposto em torno da sede.

[051] Um dispositivo de controle de fluxo de acordo com uma ou mais formas de realização da presente invenção pode ser capaz de funcionar sob condições de alta pressão e alta temperatura. Por exemplo, em algumas formas de realização, um dispositivo de controle de fluxo de acordo com formas de realização aqui divulgadas pode ser capaz de funcionar sob pressões de 15 Ksi (103 MPa) ou superiores e temperaturas superiores a 350°F (176°C).

[052] A incorporação de uma borda de sobre suspensa tendo um raio grande na sede pode proporcionar uma diferencial de vedação positiva que assegura uma sangria de alta pressão de cavidade durante a operação do dispositivo de controle de fluxo. Além disso, a incorporação de uma mola ondulada garante uma vedação de face consistente entre a sede e a gaveta, o que reduz vazamentos durante operações de baixa pressão. Além disso, ao incorporar uma área de orientação no corpo da sede, a sede pode ser montada e alinhada com precisão ao bolso sem a necessidade de ferramentas ou acessórios especiais. Por fim, ao proporcionar uma área de orientação para o conjunto de vedação, a extrusão do conjunto de vedação durante a operação normal é reduzida, o que melhora a vida útil do dispositivo de controle de fluxo.

[053] Embora a presente invenção tenha sido descrita acima em realização a um número limitado de formas de realização, os especialistas na técnica, com o benefício desta presente invenção, entenderão que outras formas de realização podem ser concebidas que não se afastem do âmbito da presente invenção como aqui divulgada. Por conseguinte, o âmbito da presente invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações anexas.

Claims

1. DISPOSITIVO DE CONTROLE DE FLUXO, compreendendo: um corpo de válvula (110); uma primeira porta (120) disposta no corpo da válvula ligada a uma cavidade de gaveta (141); uma segunda porta (130) disposta no corpo da válvula ligada a uma cavidade de gaveta (141); uma gaveta (140) disposta no interior da cavidade de gaveta (141) no interior do corpo da válvula (110) e configurada para controlar um fluxo de um fluido entre a primeira porta (120) e a segunda porta (130); e uma sede (150) disposta entre a gaveta (140) e o corpo da válvula (110) caracterizado pelo fato de que a sede (150) compreende: um corpo (400); uma primeira superfície do corpo configurada para formar um vedante circunferencial (300) com o corpo de válvula; uma segunda superfície do corpo configurada para formar uma vedação facial (310) com a gaveta; uma terceira superfície do corpo, oposta a segunda superfície; e uma borda saliente (505) que se estende da terceira superfície uma distância além da primeira superfície.

2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um colar (430) disposto numa parte da primeira superfície e configurado para formar um batente inferior de uma área de orientação (530), uma aresta saliente (505) formando um batente superior da área de orientação (530).

3. DISPOSITIVO de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um conjunto de vedação (440) disposto na área de orientação (530) e configurado para formar o vedante circunferencial.

4. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o conjunto de vedação compreender: uma faixa de posicionamento (441) configurada para receber uma primeira força do colar (430), afastada do vedante facial, em resposta a um primeiro movimento da gaveta (140).

5. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o conjunto de vedação compreender ainda: um membro de vedação superior (444) configurado para receber uma segunda força do bordo saliente (505), dirigido para o vedante facial em resposta a um segundo movimento da gaveta (140).

6. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um elemento de retorno disposto entre a sede (150) e o corpo de válvula (110), e configurado para gerar a segunda força em resposta ao primeiro movimento da gaveta (140).

7. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um elemento de vedação inferior (443) disposto entre a banda de posicionamento (441) e o elemento de vedação superior, e configurado para formar o vedante circunferencial.

8. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de vedação inferior ser formado a partir de politetrafluoroetileno, o elemento de vedação superior ser formado de poliéter- éter-cetona e a banda de posicionamento ser formada a partir de uma liga de aço inoxidável.

9. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma segunda sede disposto entre a gaveta e o corpo de válvula, a referida segunda sede ser posicionado em frente à sede, a segunda sede compreendendo uma primeira superfície configurada para formar um vedante circunferencial com o corpo de válvula e uma segunda superfície configurada para formar uma vedação facial com a gaveta.

10. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira superfície da sede (150) incluir um recesso (520) que forma um ressalto inferior (528) e um ressalto superior (529) no qual pelo menos uma parte do colar (40) está inserida.

11. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um membro de pressão (410) configurado para aplicar pressão a sede (150) numa direção em direção a gaveta (140).

12. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma vedação (420) disposta entre o corpo de válvula (110) e uma superfície a sede oposto à gaveta (140).

13. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o vedante (420) estar disposto numa ranhura circunferência (426) formada na superfície da sede (150) oposto à gaveta (140).

14. MÉTODO DE VEDAÇÃO, compreendendo as etapas de: mover uma gaveta (140) disposta em um corpo de válvula (110) entre uma posição aberta e uma posição fechada, a posição aberta permitindo que o fluido flua de uma primeira porta (120) para uma segunda porta (130) do corpo da válvula (110); receber, por um conjunto de vedação (440) que forma uma vedação circunferencial (300) entre uma sede (150) e um corpo de válvula (110), uma primeira força de um colar (430) disposto na sede (150) em resposta a um primeiro movimento da gaveta (140); e movimentar, em resposta ao recebimento da primeira força, o conjunto de vedação (440) em uma primeira direção da primeira força; caracterizado pelo fato de que ainda compreende as etapas de: receber, pelo conjunto de vedação (440), uma segunda força de um bordo saliente (505) da sede (150) que se estende radialmente de uma face de sede oposta da sede (150), em resposta a um segundo movimento da gaveta (140); e manter uma vedação entre a sede (150) e a gaveta (140) enquanto se move a gaveta (140), a sede (150) formando uma vedação facial (310) com a gaveta.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende as etapas de: receber, pelo conjunto de vedação, uma segunda força a partir de um bordo saliente (505) da sede (150), em resposta a um segundo movimento da gaveta; e movimento, em resposta a receber a força, o conjunto de vedação (440) em uma segunda direção da segunda força.

16. MÉTODO de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a manutenção da vedação compreende aplicar uma pressão contínua a sede numa direção em direção a gaveta (140) e transmitir uma primeira força do colar (430) disposto ao redor da sede (150) para o conjunto de vedação (440) disposto em torno da sede (150) em resposta a um primeiro movimento da gaveta.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a manutenção da vedação compreende transmitir a segunda força de um elemento de retorno para o conjunto de vedação disposto em torno da sede e ligar o conjunto de vedação (430) com uma borda saliente (505) da sede (150).